專利名稱：物鏡中光學(xué)元件的保持器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物鏡中光學(xué)元件的保持器件。本發(fā)明還涉及一種物鏡、一種光刻裝置和在物鏡中連接光學(xué)元件與加固元件的方法。
背景技術(shù)：
光學(xué)元件的保持器件是指物鏡中的終端元件，光刻物鏡中就是這種情形，對(duì)應(yīng)的光刻物鏡在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。在這種投射物鏡的情形中為了在具有相聯(lián)底座或與底座連接的部分的光學(xué)元件之間提供非粘性連接，通過表面匹配的方式來設(shè)置將要交換的光學(xué)元件與底座或與底座連接的部分之間的匹配形狀的光學(xué)精確度。理論上終端元件的這種保持器件對(duì)于光刻中的常規(guī)應(yīng)用是合適的。
在可選擇的方案中，將板粘結(jié)到底座，使用環(huán)形托板支撐來進(jìn)行三點(diǎn)支撐。軟橡膠粘結(jié)劑或接合劑用來平衡光學(xué)材料和底座材料的不同的熱膨脹系數(shù)。在所謂的玻璃硬粘結(jié)的情形中，通過光學(xué)元件與底座之間的機(jī)械彈性元件來執(zhí)行該平衡。
現(xiàn)有技術(shù)可參照文獻(xiàn)US 2002/0167740A1、EP 1279984A1、US2002/0021503A1或US 2001/0039126A1。
然而，當(dāng)例如在EP 0 023 231B1中所述的浸漬光刻使用光刻物鏡時(shí)，在常規(guī)的“干”光刻中使用的安裝技術(shù)就不適合了。因而，在最小變形的情形中，終端元件和終端元件位于其中的優(yōu)選為液體的浸漬介質(zhì)就已經(jīng)像透鏡一樣工作了，因?yàn)樵诔Ｒ?guī)光刻物鏡的情形中產(chǎn)生的補(bǔ)償效果由于空氣-玻璃-空氣組件而得以消除。其如此保持著，因?yàn)榻K端元件是光學(xué)活性的，而且大多數(shù)都具有相當(dāng)小的厚度。結(jié)果，終端元件具有明顯接近滿足的變形公差，終端元件上游的氣體壓力發(fā)生波動(dòng)，且在終端元件下游的液體壓力能導(dǎo)致進(jìn)一步的變形。因?yàn)樵诮n光刻情形中終端元件與底座之間連接部上的密封條件明顯大于常規(guī)光刻的密封條件，這是很自然的，所以這種密封所需的力增大，由此增加了終端元件的潛在變形。
在浸漬光刻中使用的公知光刻物鏡產(chǎn)生的另一個(gè)問題是，終端元件和底座具有實(shí)質(zhì)上不同的熱膨脹系數(shù)，在浸漬介質(zhì)和/或周圍環(huán)境溫度波動(dòng)的情形中，以及由于激光輻射產(chǎn)生的熱量，很可能在終端元件中導(dǎo)致變形，因而降低了成像的準(zhǔn)確度。
光刻裝置是將所需圖案施加到基板靶部上的機(jī)器。例如在制造集成電路(IC)的制造中使用光刻裝置。在該情形中，構(gòu)圖部件，例如掩模，用于產(chǎn)生與IC的單個(gè)層對(duì)應(yīng)的電路圖案，該圖案被成像到具有輻射敏感材料(光刻膠)層的基板(例如硅晶片)上的靶部(例如包括一個(gè)或幾個(gè)電路小片部分)上。一般，單個(gè)基板包含連續(xù)曝光的相鄰靶部網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻裝置包括所謂的步進(jìn)器，其中通過將整個(gè)圖案一次曝光到靶部上來輻射每個(gè)靶部；和所謂的掃描器，其中在給定方向(“掃描”方向)上通過投射光束掃描所述圖案，同時(shí)平行或反平行于該方向同步掃描基板，來輻射每個(gè)靶部。
已經(jīng)提出，將光刻投射裝置的基板浸入具有相當(dāng)高折射率的液體例如水中，以填充投射系統(tǒng)的末端元件與基板之間的空間。該方案能使更較的特征成像，因?yàn)槠毓廨椛湓谝后w中具有更短的波長(zhǎng)。(液體的效果也被認(rèn)為增加了系統(tǒng)的有效NA且還增加了聚焦深度。)然而，將基板或基板臺(tái)浸入液體池中(例如參見US 4,509,852，其在這里全部結(jié)合作為參考)意味著存在大量的液體，其在掃描曝光過程中必須被加速。這就需要額外的或更大功率的電機(jī)，且液體中的振蕩導(dǎo)致不希望和不可預(yù)知的效果。此外，光學(xué)特性，尤其是投射系統(tǒng)的元件的幾何光學(xué)特性必須保持恒定。
對(duì)于液體供給系統(tǒng)提出了一個(gè)方案，其利用液體限制系統(tǒng)而僅僅在基板的局部區(qū)域上和投射系統(tǒng)的末端元件與基板之間提供液體(基板一般具有比投射系統(tǒng)的末端元件大的表面面積)。在WO99/49504中公開了一個(gè)方法，其提出了這樣排列。液體通過至少一個(gè)入口，優(yōu)選沿著基板相對(duì)于末端元件移動(dòng)的方向而被供給到基板上，并在投射系統(tǒng)下面穿過之后通過至少一個(gè)出口移除。提出的另一個(gè)方案是，提供具有密封元件的液體供給系統(tǒng)，所述密封元件沿著投射系統(tǒng)末端元件與基板臺(tái)之間的空間的至少一部分邊界延伸。密封元件相對(duì)于投射系統(tǒng)在XY平面內(nèi)基本固定，盡管在Z方向上(在光軸方向上)有一些相對(duì)移動(dòng)。在密封元件與基板表面之間形成密封。優(yōu)選密封是非接觸密封，例如氣體密封。在歐洲專利申請(qǐng)No.03252955.4中公開了這種系統(tǒng)。
然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在投射系統(tǒng)底部周圍存在液體會(huì)使元件變形，其導(dǎo)致曝光的惡化。液體還進(jìn)入了投射系統(tǒng)，這使裝置的精密部件隨著時(shí)間而而損壞或變形。
US 6,190,778公開了一種使用有機(jī)化合物粘結(jié)硅物體的方法。US 4,983,251公開了一種沒有中間層的粘結(jié)方法，稱作直接粘結(jié)，然后退火。US 5,054,683描述了一種粘結(jié)方法，其中具有包含硼的連接層。兩個(gè)物體連帶連接層壓在一起，經(jīng)過熱處理而將它們粘結(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種物鏡中光學(xué)元件的保持器件，其特別地，但不排他地適于滿足浸漬光刻中光刻物鏡上關(guān)于光學(xué)元件的變形和由此導(dǎo)致的成像準(zhǔn)確度的條件。
根據(jù)本發(fā)明，利用物鏡中光學(xué)元件的下述保持器件來達(dá)到該目的，所述保持器件具有一方面與物鏡連接、另一方面至少間接地與光學(xué)元件連接的底座，在底座與光學(xué)元件之間設(shè)置有加固元件，其熱膨脹系數(shù)大致對(duì)應(yīng)于光學(xué)元件的熱膨脹系數(shù)。
依照本發(fā)明，在底座和光學(xué)元件之間設(shè)置加固元件，加固元件依照本發(fā)明有利地確保了保持器件堅(jiān)實(shí)的加固，因而對(duì)剛性且安全地保持所述光學(xué)元件有貢獻(xiàn)，從而沒有出現(xiàn)由于浸漬光刻中產(chǎn)生的力而導(dǎo)致的變形。
鑒于依照本發(fā)明，加固元件具有大致對(duì)應(yīng)于光學(xué)元件熱膨脹系數(shù)的熱膨脹系數(shù)的事實(shí)，在浸漬介質(zhì)溫度變化的情形中，或在激光輻射作用的情形中，兩個(gè)組件的膨脹不會(huì)出現(xiàn)差別。結(jié)果，光學(xué)元件與底座退耦(decoupling)，上述不同的熱膨脹的問題轉(zhuǎn)移到了其效果非常小的物鏡內(nèi)部的另一個(gè)點(diǎn)。
此外，依照本發(fā)明的加固元件提供了非常好的可能性，即將物鏡與浸漬介質(zhì)密封開來。因而，在有利的加固中，在光學(xué)元件與加固元件之間設(shè)置有密封件或襯墊。
用于實(shí)現(xiàn)加固元件和光學(xué)元件至少大約相同的熱膨脹系數(shù)的特別簡(jiǎn)單的可行性是，加固元件和光學(xué)元件都由相同的材料組成。
在本發(fā)明另一個(gè)有利的加固中，可進(jìn)一步提供通過扭擠(wrung)連接將加固元件和光學(xué)元件連接。首先，其由非常容易實(shí)現(xiàn)的加固元件與光學(xué)元件之間的連接組成，其次，如果甚至在沒有上述密封器件的情況下，還確保了在光學(xué)元件與加固元件之間非常好的緊密性，從而浸漬介質(zhì)不會(huì)滲入物鏡中。
此外，為了提高扭擠連接的緊密性，在扭擠之前用化學(xué)活性液體處理光學(xué)元件和加固元件的接觸表面，并在扭擠之后暴露于超過150℃的溫度。
當(dāng)在本發(fā)明有利的改進(jìn)中，在扭擠連接區(qū)域中給光學(xué)元件和/或加固元件設(shè)置保護(hù)層時(shí)，會(huì)增加扭擠連接的緊密性。
為了避免滲入物鏡的浸漬介質(zhì)排出，在本發(fā)明進(jìn)一步有利的改進(jìn)中，在底座和加固元件之間設(shè)置密封件或襯墊。以避免密封件或襯墊與浸漬介質(zhì)接觸的方式，設(shè)置密封件或襯墊。
在權(quán)利要求24中描述了一種物鏡，其具有光學(xué)元件和用于光學(xué)元件的保持器件，該保持器件具有底座，該底座一方面與物鏡相連，另一方面至少間接地與光學(xué)元件相連，在底座與光學(xué)元件之間設(shè)置有加固元件，其熱膨脹系數(shù)大致對(duì)應(yīng)于光學(xué)元件的熱膨脹系數(shù)。
在權(quán)利要求32中，要求保護(hù)一種光刻裝置，其包括用于提供輻射的投射光束的照明系統(tǒng)、用于支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)、用于保持基板的基板臺(tái)、和用于將構(gòu)圖光束投射到基板的靶部上的投射系統(tǒng)，，投射系統(tǒng)包括物鏡，該物鏡具有光學(xué)元件和用于光學(xué)元件的保持器件，該保持器件具有底座，該底座一方面與物鏡相連，另一方面至少間接地與光學(xué)元件相連，在底座與光學(xué)元件之間設(shè)置有加固元件，其熱膨脹系數(shù)大致對(duì)應(yīng)于光學(xué)元件的熱膨脹系數(shù)。
權(quán)利要求33中顯示了一種在物鏡中連接光學(xué)元件和加固元件的方法，其中光學(xué)元件和加固元件彼此通過扭擠連接。
權(quán)利要求38中給出了通過使用根據(jù)權(quán)利要求32的光刻物鏡制造半導(dǎo)體組件的方法。
本發(fā)明其它的有利特點(diǎn)可從其余的從屬權(quán)利要求獲得。下面借助附圖大體描述本發(fā)明的典型實(shí)施方案。


圖1顯示了依照本發(fā)明的物鏡的第一實(shí)施例，其具有依照本發(fā)明的保持器件；圖2顯示了依照本發(fā)明的物鏡的第二實(shí)施例，其具有依照本發(fā)明的保持器件；圖3顯示了圖2的具有不同填充水平的浸漬介質(zhì)的物鏡；
圖4顯示了依照本發(fā)明的物鏡的第三實(shí)施例，其具有依照本發(fā)明的保持器件；圖5顯示了依照本發(fā)明的物鏡的第四實(shí)施例，其具有依照本發(fā)明的保持器件；圖6a，6b，6c顯示了光學(xué)元件與加固元件之間的扭擠連接的各種幾何圖形；圖7顯示了依照本發(fā)明的物鏡的第五實(shí)施例，其具有依照本發(fā)明的保持器件；圖8顯示了依照本發(fā)明的物鏡的第六實(shí)施例，其具有依照本發(fā)明的保持器件；圖9顯示了依照本發(fā)明的物鏡的第七實(shí)施例，其具有依照本發(fā)明的保持器件；圖10顯示了依照本發(fā)明的物鏡的第八實(shí)施例，其具有依照本發(fā)明的保持器件；圖11顯示了在光學(xué)元件具有保護(hù)層的情形中光學(xué)元件與加固元件的連接；以及圖12顯示了包含依照本發(fā)明的物鏡的光刻裝置。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了物鏡的第一實(shí)施例，其設(shè)計(jì)為光刻物鏡1并尤其適用于浸漬光刻，但還可用于其它類型的光刻并且也可用于其它目的。因?yàn)榻n光刻本身是公知的，所以這里將不再詳細(xì)地解釋該方法。光刻物鏡1具有外殼2，其被非常示意性地表示，且在其內(nèi)部以本身公知的方式設(shè)置了多個(gè)光學(xué)元件3，然而光學(xué)元件的數(shù)量和排列僅僅是示意性的。
外殼2的底部上安裝了基底結(jié)構(gòu)或底座4，其例如通過螺栓(沒有示出)固定到外殼2，從而可拆卸地連接到所述外殼上。當(dāng)然，還可想到其它類型的連接方式將底座4連接到外殼2上，借助該連接底座4可從外殼2上移除。底座4用于容納終端板或終端元件5，該終端板或終端元件借助于下面詳細(xì)描述的保持器件6保持在底座4中，且其將光刻物鏡1向下與浸漬介質(zhì)7封裝開來。除了用于終端元件5，保持器件6一般還用于光學(xué)元件。
底座4與終端元件5之間設(shè)置有作為保持器件6一部分的連接和/或加固元件8，其將終端元件5連接到底座4上。為了獲得在終端元件5的z-或軸方向上與底座4間隔開的目的，加固元件8具有曲柄9，其確保了終端元件5非常緊地裝配在底座4上。
為了不使從浸漬介質(zhì)7傳輸?shù)浇K端元件5上的任何熱量傳輸給底座4，加固元件8還具有大致對(duì)應(yīng)于終端元件5的熱膨脹系數(shù)的熱膨脹系數(shù)。為了盡可能以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，加固元件8優(yōu)選由與終端元件5相同的材料構(gòu)成。在DUV區(qū)域(就是說248nm)、VUV區(qū)域(就是說193nm)、或157nm區(qū)域中工作的光刻物鏡1的情形中，用于終端元件5和加固元件8的材料大致為石英(SiO2)或氟化鈣(CaF2)。當(dāng)終端元件5大致由CaF2構(gòu)成時(shí)，加固元件8例如還可使用黃銅，因?yàn)樵摬牧暇哂信c氟化鈣非常類似的熱膨脹系數(shù)。無論如何，對(duì)于終端元件5和加固元件8應(yīng)使用抵抗浸漬介質(zhì)7的材料。優(yōu)選使用液體例如水作為浸漬介質(zhì)。
終端元件5通過扭擠連接10連接到加固元件8上，在圖6a，6b和6c中詳細(xì)解釋了該扭擠連接10可能的幾何圖形。以本身公知的方式產(chǎn)生的扭擠連接10在連接元件5與加固元件8之間已經(jīng)提供了非常好的緊密連接，尤其是當(dāng)兩個(gè)扭擠部件時(shí)，就是說加固元件8和終端元件5處理成與化學(xué)激活液體扭擠且在扭擠到超過50o的溫度后暴露。為了進(jìn)一步提高緊密性，在所示實(shí)施例的情形中，在終端元件5與加固元件8之間設(shè)置密封件或襯墊11。除了扭擠連接10之外，密封件11確保了在終端元件5與加固元件8之間粘結(jié)間隙中的緊密性，并阻止了浸漬介質(zhì)7滲透，甚至在粘結(jié)間隙中可能存在毛細(xì)作用的情形中。優(yōu)選與浸漬介質(zhì)7不反應(yīng)且具有最輕微膨脹的密封件11。密封件11優(yōu)選其具有與終端元件5和加固元件8大致相同的熱膨脹系數(shù)。密封件11設(shè)置在扭擠連接10的內(nèi)側(cè)、外側(cè)上，或者還可設(shè)置在兩側(cè)上。如果適當(dāng)，密封件1還可為分離的部件，諸如密封環(huán)或襯墊。在該情形中扭擠連接10和/或密封件11還可確保光刻物鏡1的氣密性。
還可以想到作為扭擠連接10的替換方式，可通過粘結(jié)和/或焊接的方式將終端元件5連接到加固元件8上，在焊接的情形中需要使用盡可能低熔點(diǎn)的焊料。扭擠連接10是氣密的且對(duì)與浸漬介質(zhì)7接觸基本上不靈敏，這樣充分保護(hù)了扭擠連接10內(nèi)側(cè)上的任何可能附加的安全粘結(jié)。扭擠連接10和焊接連接(沒有示出)是將終端元件5硬連接到加固元件8上的硬連接，而不會(huì)出現(xiàn)關(guān)于可能的力傳輸?shù)膯栴}，因?yàn)榻K端元件5和加固元件8的熱膨脹系數(shù)大致相同。
以沒有示出的方式，終端元件5和加固元件8還可設(shè)計(jì)成彼此為一體，就是說可以是單個(gè)的、單塊組件，另一方面，其可以確保終端元件5，具體地說是在浸漬介質(zhì)7方向上的光刻物鏡1終端的實(shí)際功能，另一方面可確保終端元件5剛性地裝配在底座4上。這要求光學(xué)表面，就是說由終端元件5形成的部分具有充分小的厚度，而由加固元件8形成的部分需要如此設(shè)計(jì)，即要確保光學(xué)表面的剛性。
底座4例如優(yōu)選由金屬材料例如高級(jí)別鋼構(gòu)成?；蛘呤?，底座4還可由光學(xué)工程中公知的其他材料例如陶瓷、不脹鋼、Zerodur、黃銅和其他金屬合金構(gòu)成。這些材料之間的差別以及各自的優(yōu)點(diǎn)本身是公知的，因此在這里不再進(jìn)一步解釋。當(dāng)?shù)鬃?的材料與外殼2的材料在特性方面匹配時(shí)特別優(yōu)選。
加固元件借助多個(gè)彈性支撐點(diǎn)12支撐在底座4內(nèi)部，優(yōu)選存在三個(gè)支撐點(diǎn)12。例如彈性元件用作彈性支撐點(diǎn)12。還可以想到借助多個(gè)非常軟的彈性元件的彈性嵌入。在這些情形中，適宜使用硬粘結(jié)劑、夾子或焊接來將加固元件8連接到底座4的支撐點(diǎn)上。還可以在底座4內(nèi)部提供加固元件8的等壓支撐。
在借助環(huán)形托板或三個(gè)固定支撐點(diǎn)支撐的理論上其他可能的情形中，應(yīng)使用軟橡膠粘結(jié)劑來減弱不同的熱膨脹系數(shù)。本身公知的其他應(yīng)用的大部分適宜的方案都可用于支撐加固元件8。
此外，在該情形中設(shè)置了緊固元件13，其作用在加固元件8的纖芯(neutralfiber)上，就是說作用在認(rèn)為加固元件8最小變形的區(qū)域處。
為了保護(hù)緊固元件13免于浸漬介質(zhì)7或免于來自其的可能排氣，在底座4和加固元件8之間設(shè)置額外的密封件和襯墊14。該密封件14可以這樣的方式設(shè)置，即避免與浸漬介質(zhì)7接觸。在該情形中，以非常薄的薄膜形式設(shè)計(jì)密封件14，其式樣像波形管并在粘結(jié)點(diǎn)14a和14b處一方面粘結(jié)到終端元件5上，另一方面粘結(jié)到加固元件8，要求粘結(jié)點(diǎn)14a和14b位于浸漬介質(zhì)7的外部。在將加固元件8緊密連接到底座4的情形中，尤其是使用軟橡膠粘結(jié)劑或接合劑(cement)時(shí)，密封件14可用作額外的保護(hù)。例如通過在模具上電沉積鎳可制造薄膜形式的密封件14。在該情形中，如此設(shè)計(jì)密封件14的尺寸即，使得盡可能少的變形傳輸?shù)郊庸淘?。粘結(jié)點(diǎn)14a和14b以這樣的方式減弱了密封件14即，對(duì)加固元件8基本上沒有影響。用于將加固元件8緊固在底座4中的軟橡膠粘結(jié)劑以及用于緊固密封件14的軟橡膠粘結(jié)劑在濕氣的影響下都可能膨脹。因此優(yōu)選在密封件14上焊接焊料，因而可靠地保持濕氣遠(yuǎn)離軟橡膠粘結(jié)劑。
在光刻物鏡1和保持終端元件5的保持器件6的實(shí)施例的情形中，依照?qǐng)D2，代替彈性支撐點(diǎn)12，提供多個(gè)粘結(jié)點(diǎn)15，其允許在底座4內(nèi)額外固定加固元件8。此外，圖2中示出了利用光刻物鏡1以本身公知的方法制造的晶片16，這里浸漬介質(zhì)7的水平超過了終端元件5和加固元件8之間的連接部。
圖3中示出了浸漬介質(zhì)7的多個(gè)填充水平，當(dāng)在浸漬光刻中使用光刻物鏡1時(shí)可能是這些情況。浸漬介質(zhì)的填充水平或水平7a位于比終端元件5的光學(xué)表面低的水平處，在該狀態(tài)中不需要對(duì)終端元件5與加固元件8之間的緊密連接做任何特定的準(zhǔn)備，就是說，例如配備扭擠連接10。對(duì)于終端元件5外表面上的浸漬介質(zhì)水平7b也是類似的狀態(tài)，需要注意的是對(duì)于該水平，由于流體的移動(dòng)，浸漬介質(zhì)7進(jìn)入終端元件5與加固元件8之間的連接部的可能性較高。最后，在浸漬介質(zhì)水平7c的情形中，浸漬介質(zhì)7位于終端元件5與加固元件8之間的連接部之上，這對(duì)該連接的緊密性要求非常嚴(yán)格。例如參照密封件11以及粘結(jié)的和/或焊接的連接部已經(jīng)描述了符合這些要求的可行性。此外，通過涂覆或合適的化學(xué)方法，底座4、終端元件5和加固元件8可以免受浸漬介質(zhì)7的腐蝕影響。
在依照?qǐng)D4的光刻物鏡1和/或保持器件6的實(shí)施例中，借助彈性退耦元件17削弱了底座4與加固元件8之間的不同的熱膨脹系數(shù)。在該實(shí)施例中，彈性退耦元件17具有圓周連接環(huán)18，優(yōu)選在每個(gè)情形中三個(gè)接合元件19在底座4的方向上和加固元件8的方向上從所述圓周連接環(huán)18延伸，并且例如粘結(jié)到這兩個(gè)組件上。接合元件19設(shè)計(jì)成與連接環(huán)18為一塊，并分別形成實(shí)體結(jié)合，通過該方式可將加固元件8設(shè)置成偏軸(decentering)。代替通過圓周連接環(huán)18連接接合元件19的是，還可在加固元件8和/或底座4的圓周周圍提供多個(gè)單個(gè)的、優(yōu)選三個(gè)彈性退耦元件17。在這里退耦元件17形成了加固元件8的等壓支撐。
在光刻物鏡1的所有上述實(shí)施例的情形中，可使用控制器(沒有示出)或盤底(disks ground)來排列，以調(diào)整終端元件5的軸位置，就是說沿著光軸(z-軸)的調(diào)整以及所謂的傾斜。圖5中所示的是光刻物鏡1和保持器件6的實(shí)施例，其尤其簡(jiǎn)化了可允許傾斜為角α的調(diào)整。在該情形中，在面對(duì)底座4的一側(cè)上設(shè)置加固元件8，因而彈性退耦元件17具有球形表面20或半徑。通過相對(duì)于加固元件8移動(dòng)球形表面20上的底座4，可以將加固元件8的傾斜、由此將終端元件5的傾斜設(shè)定成理想的值。這通過利用本身公知的所謂轉(zhuǎn)動(dòng)(turningin)的方法來實(shí)現(xiàn)。在設(shè)定該值之后，可借助加固元件8上彈性退耦元件17的支撐點(diǎn)處的低熔點(diǎn)焊料執(zhí)行粘結(jié)或焊接。此外，當(dāng)使用硬粘結(jié)劑時(shí)應(yīng)當(dāng)設(shè)置放射狀去耦元件(沒有示出)。
圖6a，6b和6c中示出了在終端元件5與加固元件8之間的扭擠連接10的多個(gè)幾何圖形。在圖6a所示的扭擠連接10的情形中終端元件5和加固元件8分別具有平坦的表面。在依照?qǐng)D6b的設(shè)計(jì)中，終端元件5的扭擠表面是凸面，而加固元件8在該區(qū)域中是凹陷設(shè)計(jì)的。反之，在依照?qǐng)D6c的設(shè)計(jì)中，終端元件5設(shè)置有凹陷的扭擠表面，加固元件8設(shè)置有凸出的扭擠表面。不管扭擠表面是凸表面還是凹陷表面，這些表面分別都是球形或非球形設(shè)計(jì)的，在該情形中，每個(gè)表面都應(yīng)當(dāng)是球形設(shè)計(jì)或每個(gè)表面都是非球形設(shè)計(jì)且應(yīng)當(dāng)具有相同的曲率，以在終端元件5與加固元件8之間達(dá)到最佳的可能連接目的。
在依照?qǐng)D7的光刻物鏡1和保持器件6的實(shí)施例的情形中，終端元件5與設(shè)置在光刻物鏡1內(nèi)部的光學(xué)元件3之間的空間優(yōu)選使用惰性氣體清潔，由此，該空間在下面表示為氣體空間21。為此，氣體供給線22穿過底座4進(jìn)入氣體空間21，氣體移除線23從氣體空間21向外延伸。這樣可將浸漬介質(zhì)7的排氣組分到達(dá)終端元件5與光學(xué)元件3之間的氣體空間21的危險(xiǎn)最小化，即當(dāng)使用水作為浸漬介質(zhì)時(shí)，在該情形中涉及到水蒸汽?？梢砸詻]有描述或詳細(xì)圖解的方式控制氣體空間21中的壓力。氣體空間21額外還可用浸漬介質(zhì)清潔。
依照?qǐng)D8的保持器件6和光刻物鏡1的實(shí)施例展現(xiàn)出用于清潔浸漬介質(zhì)空間24的結(jié)構(gòu)，所述空間由環(huán)25包圍且其中設(shè)置有浸漬介質(zhì)7。在該情形中環(huán)25設(shè)置有氣體供給線26和氣體排出線27，氣體排出線27優(yōu)選與抽吸泵(沒有示出)連接。通過氣體供給線26，氣體通過圓形設(shè)置的噴嘴28在晶片16的方向上被吹進(jìn)氣體間隙29。通過穿過環(huán)25的環(huán)形形式導(dǎo)向的槽30來進(jìn)行通過氣體排出線27的氣體排出。這樣確保了環(huán)25相對(duì)于晶片16的自由移動(dòng)，且浸漬介質(zhì)7保持在設(shè)置的浸漬介質(zhì)空間24中。為了能補(bǔ)償在光軸方向上的位置誤差，且為了能使壓力平衡，環(huán)25在終端元件5的方向上向上開口，由此可持久地排出浸漬介質(zhì)7的排氣。通過位于浸漬介質(zhì)7的填充水平之上的排出線31來達(dá)到該目的。當(dāng)然，還可將排出線31集成進(jìn)底座4內(nèi)。
以沒有示出的方式，為了在移動(dòng)浸漬介質(zhì)7的過程中在浸漬介質(zhì)空間24內(nèi)不產(chǎn)生振動(dòng)，對(duì)于位于浸漬介質(zhì)7內(nèi)部的終端元件5的區(qū)域，可設(shè)計(jì)最佳的流速。
當(dāng)在依照?qǐng)D9的光刻物鏡1的情形中，在終端元件5與加固元件8之間不需要密封件時(shí)，利用氣體空間21內(nèi)的壓力控制或調(diào)節(jié)這里產(chǎn)生的浸漬介質(zhì)7的填充水平7d。
圖10中所示的是操縱器件32，其允許終端元件5沿光軸和在垂直于光軸的平面上移動(dòng)，和/或允許其圍繞與光軸垂直的軸傾斜。在該情形中，為此，操縱器件32具有圍繞外殼2與底座4之間的外殼2圓周分布的多個(gè)激勵(lì)器33。所述激勵(lì)器以本身公知的方式允許終端元件5的上述移動(dòng)。此外，或者作為可選擇的方案，還可以在上述方向上移動(dòng)和/或傾斜其上具有晶片16的支撐板34。
激勵(lì)器33可任選為可控制的或可調(diào)整的設(shè)計(jì)，可調(diào)激勵(lì)器33預(yù)示集成的傳感器系統(tǒng)。為此對(duì)于操縱器件32可取消用于確定終端元件5的傾斜和域確定終端元件5的軸位置的測(cè)量系統(tǒng)(沒有示出)。然而為了調(diào)節(jié)終端元件5的傾斜和/或確定終端元件5的軸位置，可設(shè)置閉路控制電路，此電路具有操縱器件32、測(cè)量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。代替操縱器件32的是，還可使用本身公知的間隔器，以設(shè)置終端元件5的軸位置。
在終端元件5和加固元件8彼此接觸的區(qū)域中，參照?qǐng)D11的放大圖解可以看出，在終端元件5上和加固元件8上都設(shè)置有保護(hù)層35。該保護(hù)層35首先意在阻止浸漬介質(zhì)7使終端元件5與加固元件8之間的扭擠連接10變松，其次阻止后者與扭擠連接10的區(qū)域中的終端元件5的材料直接接觸。這樣可阻止由于其他可能的終端元件5材料的最初分散而造成的安裝中的變化，因?yàn)樵谒褂玫募す廨椛涞乃胁ㄩL(zhǎng)處，保護(hù)層35都確保終端片5的扭擠連接10的充分保護(hù)。如果合適的話，保護(hù)層35還可僅僅施加到終端元件5或加固元件8上，終端元件5和加固元件8的形狀是不重要的。
為此，保護(hù)層35的材料應(yīng)表現(xiàn)出較差的水溶性和較高的水非滲透性或較低的水滲透性，以及對(duì)終端元件5的材料，優(yōu)選對(duì)CaF2基板具有粘結(jié)特性。尤其可以考慮一般現(xiàn)有技術(shù)公知的所謂的溶膠-凝膠材料作為層材料，這些材料大部分由有機(jī)溶劑混合物形成并且非常有效地粘附到氧化物和氟化物層上。對(duì)于給溶膠-凝膠保護(hù)層涂覆其他物質(zhì)的方法包括旋轉(zhuǎn)涂布、浸漬涂布、噴射涂布和刷涂。當(dāng)然也可以使用其他方法將保護(hù)涂層35施加到終端元件5和加固元件8上。與其他涂布方法相比，所述方法是非常簡(jiǎn)單且快速的涂覆保護(hù)層35的類型，其使用較低的機(jī)械費(fèi)用來執(zhí)行。由于在扭擠連接10的區(qū)域中，終端元件5和加固元件8復(fù)雜的幾何圖形，這尤其有效。
除了單個(gè)涂層之外，還可使用由多個(gè)溶膠-凝膠單個(gè)層構(gòu)成的層系統(tǒng)，只要針對(duì)水溶解性、水滲透性和粘結(jié)強(qiáng)度具有所需的特性就行。
為了避免可能的涂層破裂，小于1μm的層厚度是受歡迎的。因?yàn)闊o需滿足有關(guān)透射或反射的要求，所以保護(hù)層35是透明的和吸收性的。
圖12示意性地描述了依照本發(fā)明特定實(shí)施例的光刻裝置。該裝置包括照明系統(tǒng)(照明器)IL，其用于提供輻射(例如UV輻射)的投射光束PB；第一支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT，其用于支撐構(gòu)圖部件(例如掩模)MA并連接到用于相對(duì)于零件PL精確定位構(gòu)圖部件的第一定位部件；基板臺(tái)(例如晶片臺(tái))WT，其用于保持基板(例如涂覆光刻膠的晶片)W并連接到用于相對(duì)于零件PL精確定位基板的第二定位部件；和投射系統(tǒng)(例如折射投射透鏡)PL，其用于將由構(gòu)圖部件MA賦予給投射光束PB的圖案成像到基板W的靶部C(例如包含一個(gè)或多個(gè)電路小片)上。投射系統(tǒng)PL包含或由上述的物鏡1組成。
如這里所述，該裝置是透射型的(例如使用上述類型的程控反射鏡陣列)。照明器IL接收來自輻射源的輻射光束。例如當(dāng)輻射源是受激準(zhǔn)分子激光器時(shí)，輻射源和光刻裝置可以是分離的實(shí)體。在該情形中，輻射源不認(rèn)為是形成為光刻裝置的一部分，輻射光束借助例如包含合適的導(dǎo)向反射鏡和/或擴(kuò)束器的光束傳遞系統(tǒng)而從輻射源傳播到照明器IL。在其他情形中，例如當(dāng)輻射源是汞燈時(shí)，輻射源是該裝置的構(gòu)成部分。輻射源和照明器IL與光束傳遞系統(tǒng)(如果需要的話)一起稱作輻射系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種物鏡(1)中光學(xué)元件(5)的保持器件(6)，所述保持器件(6)具有一方面與所述物鏡(1)連接，另一方面至少間接地與所述光學(xué)元件(5)連接的底座(4)，在所述底座(4)與所述光學(xué)元件(5)之間設(shè)置有加固元件(8)，所述加固元件的熱膨脹系數(shù)大致對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)元件(5)的熱膨脹系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保持器件，其特征在于，在所述光學(xué)元件(5)與所述加固元件(8)之間設(shè)置有密封件或襯墊(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保持器件，其特征在于，所述加固元件(8)和所述光學(xué)元件(5)由相同的材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保持器件，其特征在于，所述加固元件(8)和所述光學(xué)元件(5)基本由SiO2構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保持器件，其特征在于，所述加固元件(8)和所述光學(xué)元件(5)基本由CaF2構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的保持器件，其特征在于，所述光學(xué)元件(5)和所述加固元件(8)通過扭擠連接(10)彼此連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6述的保持器件，其特征在于，所述光學(xué)元件(5)和所述加固元件(8)在每個(gè)情形中在所述扭擠連接(10)的區(qū)域中都具有大致平坦的表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的保持器件，其特征在于，所述光學(xué)元件(5)和所述加固元件(8)在每個(gè)情形中在所述扭擠連接(10)的區(qū)域中都具有球形的表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的保持器件，其特征在于，所述光學(xué)元件(5)和所述加固元件(8)在每個(gè)情形中在所述扭擠連接(10)的區(qū)域中都具有非球形的表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任一項(xiàng)所述的保持器件，其特征在于，所述光學(xué)元件(5)和/或所述加固元件(8)在所述扭擠連接(10)的區(qū)域中設(shè)置有保護(hù)層(35)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的保持器件，其特征在于，所述保護(hù)層(35)由溶膠-凝膠材料形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的保持器件，其特征在于，所述光學(xué)元件(5)和所述加固元件(8)通過粘結(jié)而彼此連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的保持器件，其特征在于，所述光學(xué)元件(5)和所述加固元件(8)通過焊接而彼此連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的保持器件，其特征在于，所述光學(xué)元件(5)和所述加固元件(8)被設(shè)計(jì)成彼此為一塊。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14任一項(xiàng)所述的保持器件，其特征在于，在所述底座(4)和所述加固元件(8)之間設(shè)置有密封件或襯墊(14)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的保持器件，其特征在于，所述密封件或襯墊(14)按避免與浸漬介質(zhì)(7)接觸的方式設(shè)置。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-16任一項(xiàng)所述的保持器件，其特征在于，所述加固元件(8)利用等壓支撐保持在所述底座(4)內(nèi)部。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的保持器件，其特征在于，所述等壓支撐在所述加固元件(8)與所述底座(4)之間具有多個(gè)、優(yōu)選為三個(gè)的彈性支撐點(diǎn)(12)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-18任一項(xiàng)所述的保持器件，其特征在于，所述加固元件(8)利用多個(gè)緊固元件(13)裝配在所述底座(4)上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的保持器件，其特征在于，所述緊固元件(13)作用在所述加固元件(8)的纖芯上。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-20任一項(xiàng)所述的保持器件，其特征在于，在所述底座(4)與所述加固元件(8)之間設(shè)置有至少一個(gè)彈性退耦元件(17)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的保持器件，其特征在于，所述彈性退耦元件(17)具有多個(gè)接合元件(19)，所述接合元件位于所述加固元件(8)的球形表面(20)上。
23.根據(jù)權(quán)利要求1-22任一項(xiàng)所述的保持器件，其特征在于，所述光學(xué)元件設(shè)計(jì)為終端元件(5)。
24.一種物鏡，所述物鏡具有光學(xué)元件(5)和用于所述光學(xué)元件(5)的保持器件(6)，所述保持器件具有底座(4)，所述底座一方面與所述物鏡(1)相連，另一方面至少間接地與所述光學(xué)元件(5)相連，在所述底座(4)與所述光學(xué)元件(5)之間設(shè)置有加固元件(8)，所述加固元件的熱膨脹系數(shù)大致對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)元件(5)的熱膨脹系數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的物鏡，其特征在于，所述物鏡被設(shè)計(jì)為光刻物鏡(1)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的物鏡，其特征在于，所述物鏡是浸漬光刻物鏡。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的物鏡，其特征在于，在所述光學(xué)元件(5)與設(shè)置在所述光刻物鏡(1)內(nèi)的光學(xué)元件(3)之間設(shè)置有氣體或浸漬介質(zhì)的供給線(22)，和氣體或浸漬介質(zhì)的移除線(23)。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的物鏡，其特征在于，在所述光學(xué)元件(5)與浸漬介質(zhì)(7)之間設(shè)置有進(jìn)入浸漬介質(zhì)空間(24)的氣體供給線(26)和從浸漬介質(zhì)空間(24)出來的氣體排出線(27)。
29.根據(jù)權(quán)利要求24-28任一項(xiàng)所述的物鏡，其特征在于，設(shè)置有操縱器件(32)，借助所述操縱器件，所述光學(xué)元件(5)沿光軸和/或在垂直于所述光軸的平面內(nèi)移動(dòng)，和/或圍繞垂直于所述光軸的軸傾斜。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的物鏡，其特征在于，用于確定所述光學(xué)元件(5)的傾斜和/或偏離和/或軸位置的測(cè)量系統(tǒng)與所述操縱器件(32)相連。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的物鏡，其特征在于，設(shè)置有用于控制所述器光學(xué)元件(5)的傾斜和/或偏離和/或軸位置的控制回路，所述回路具有操縱器件(32)、測(cè)量系統(tǒng)和控制器件。
32.一種光刻裝置，包括用于提供輻射的投射光束(PB)的照明系統(tǒng)(IL)、用于支撐構(gòu)圖部件(MA)的支撐結(jié)構(gòu)(MT)、用于保持基板(W)的基板臺(tái)(WT)、和用于將構(gòu)圖光束投射到所述基板(W)的靶部(C)上的投射系統(tǒng)(PL)，所述投射系統(tǒng)(PL)包括物鏡(1)，所述物鏡(1)具有光學(xué)元件(5)和所述光學(xué)元件(5)的保持器件(6)，所述保持器件具有底座(4)，所述底座一方面與所述物鏡(1)相連，另一方面至少間接地與所述光學(xué)元件(5)相連，在所述底座(4)與所述光學(xué)元件(5)之間設(shè)置有加固元件(8)，所述加固元件的熱膨脹系數(shù)大致對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)元件(5)的熱膨脹系數(shù)。
33.一種在物鏡(1)中連接光學(xué)元件(5)和加固元件(8)的方法，其中所述光學(xué)元件(5)和所述加固元件(8)彼此通過扭擠連接。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，在扭擠之前，所述光學(xué)元件(5)和所述加固元件(8)的各自接觸表面用化學(xué)活性液體處理，在扭擠之后暴露于超過150℃的溫度。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，酸用作化學(xué)活性液體。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，在所述光學(xué)元件(5)和/或所述加固元件(8)的扭擠連接(10)的區(qū)域中設(shè)置保護(hù)層(35)。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，通過溶膠-凝膠方法設(shè)置保護(hù)層(35)。
38.通過使用根據(jù)權(quán)利要求32的光刻物鏡制造半導(dǎo)體組件的方法。
全文摘要
一種物鏡(1)中光學(xué)元件(5)的保持器件(6)，具有一方面與物鏡(1)連接、另一方面至少間接地與光學(xué)元件(5)連接的底座(4)。在底座(4)與光學(xué)元件(5)之間設(shè)置有加固元件(8)，它的熱膨脹系數(shù)大致對(duì)應(yīng)于光學(xué)元件(5)的熱膨脹系數(shù)。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1906541SQ200480040835
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2004年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月24日
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